EVP5

MECÁNICA

CÁLCULO DE VIGAS EMPOTRADAS

Vigas Simples:

Nomenclatura Usada:

• Se calcula la resultante de los momento de los factores externos y de la cortante ubicados a un lado de cada corte.
• Los momento se toman negativos si concuerdan con el movimiento horario mientras que todas las fuerzas son positivas en los sentidos de los ejes propuestos: de abajo hacia arriba y de izquierda a derecha.
• El análisis efectuado de izquierda a derecha es idéntico al proceso inverso, cambiando los efectos de tensión del momento flector y de la fuerza cortante.
  

Cálculo de Reacción:

• A partir de un sistema real se plantea un sistema teórico para el análisis.
• Se determinan los factores estáticos que actúan sobre el sistema teórico.
• Se ubica el sistema teórico en un sistema cartesiano de coordenadas.
• Se enumeran nudos y apoyos.
• Se supone una orientación en las reacciones.
• Se plantean las ecuaciones de equilibrio estático.
  

Viga Simplemente Apoyada:

• Se hallan el modulo y la orientación de las reacciones.
• Se corrige, si el signo así lo indica, la orientación de las reacciones
• Se suman los factores estáticos externos: R* y M*
• Se suman las reacciones: R, M.
• Se construye el diagrama de reacciones: R
• La suma de fuerzas estática externas R* debe ser igual y de diferente sentido que la sumatoria de las reacciones R  R* = R
• La suma de momentos M* de las fuerzas externas, con respecto a un punto determinado, debe ser igual y de diferente sentido que la sumatoria de los momentos M de las reacciones con respecto al mismo punto determinado  M* = M
  

Viga Simplemente Apoyada: Carga Puntual

Viga Simplemente Apoyada: Momento Puntual

Viga Simplemente Apoyada: Carga Distribuida

Recordar: la acción de la carga externa se reduce a una fuerza y un momento concentrado en el apoyo derecho. 

EVAP4

ELECTRICIDAD

CÁLCULO DE CONDUCTORES ELÉCTRICOS

PROBLEMA No 1

CALCULAR LA SECCIÓN DEL CONDUCTOR EN mm cuadrado DONDE LA INTENSIDAD ELÉCTRICA INICIA ES DE 5 Amp. SI LA INTENSIDAD ELÉCTRICA CAMBIA CON UNA CONSECUTIVIDAD DE 5. ADEMAS SI NOS MUESTRAN UNA LONGITUD DE LINEA DE 12m., LA SECCIÓN MÁXIMA QUE PUEDE RESISTIR ES <= 10. 

PROBLEMA No 2

Se tiene un alambre de longitud de 120m y una intensidad eléctrica de 10 amp. si la caída de la tensión es de 0.5 ademas va en aumento de 0.05 pero debe ser <=0.85

EVAP3

FALLAS COMUNES EN LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS

•  Sobrecarga

Los circuitos eléctricos son diseñados para soportar una carga previamente diseñada. El diseño de un circuito implica, que por este solo puede circular una corriente máxima determinada. Esto lo define el calibre del conductor y las máximas corrientes que pueden soportar los toma corrientes, fusibles o breakers. 

Existe una sobrecarga en el circuito, cuando a este se añaden cargas que no están prevista para que el sistema les pueda suministrar la corriente que necesitan para su funcionamiento. A medida que se va agregando cargas al circuito, el consumo de corriente aumenta. En este caso se activan las protecciones eléctricas (fusibles o disyuntores)  para evitar que se sobrecalienten. 

• Cortocircuito

Este se produce cuando existe un camino de baja resistencia por donde puede circular la corriente. Al ser la resistencia baja, existe un aumento drástico de la corriente eléctrica. Esta relación se puede confirmar directamente por la ley de Ohm.

El contacto entre las líneas de alimentación puede ser  de forma directa o indirecta. Se da el caso de forma directa, cuando entran en contacto sin medios e intermediarios, (potencial-potencial o potencial-neutro); de forma indirecta, cuando existe un medio por  donde pueda circular la corriente, para unir las líneas de alimentación opuestas, ya sea por ejemplo la carcasa del equipo, la canalización EMT o una barra metálica cercana. 

• Perdida de aislamiento

Muchos no nos hemos escapado de una descarga eléctrica (corrientazo) por parte de una nevera, lavadora o cualquier electrodoméstico. Los cables que suministran la energía eléctrica a estos equipos, con el tiempo se envejecen y se desgastan, tanto por vibraciones y el ambiente al que están expuestos. 

Este se produce cuando un alambre eléctrico de un motor, generador, interruptor, transformador o cable, está cubierto cuidadosamente con alguna forma de aislación eléctrica. El alambre de cobre o aluminio es un buen conductor de corriente y le entrega potencia a los equipos, mientras que el aislamiento es justamente opuesto a un conductor, es decir, debe resistir la corriente y mantenerlo en su trayectoria a lo largo del conductor. En electricidad y aplicando la famosa Ley de Ohm, el voltaje es similar a la presión que la bomba ejerce en la cañería.En otras palabras, el voltaje hace que la electricidad fluya a lo largo de los alambres de cobre. Al igual que la cañería de agua ejerce una cierta resistencia al flujo, el aislamiento ejerce esta resistencia, pero ésta es mucho menor a lo largo del alambre.

• Falsos Contactos

Los falsos contactos producen chisporroteo y esto a su vez producirá un sobrecalentamiento en las terminales de los centros de carga. Esta es una de las razones por las que se calientan los interruptores termo magnéticos. Si notas que una de las pastillas de tu centro de carga se calienta excesivamente y las demás no, conviene que revises si los tornillos o mordaza que la sujetan a la caja hacen contacto correctamente con ella.

• Fallas a tierra. 

También llamadas “fugas a tierra” ocasionan que se “bote” la pastilla al accionar alguno de los aparatos de mayor potencia que protegen, esto es, circula por ellas una corriente mayor producto de la corriente que se fuga a tierra sumada a la que demanda el aparato de consumo.

Las anteriores solo son algunas de las causas de fallas más comunes en los centros de carga, pero no son todas ya que existen otras no tan evidentes pero que igual ocasionan problemas.

BUCLES

Un bucle o ciclo, en programación, es una sentencia que se realiza repetidas veces a un trozo aislado de código, hasta que la condición asignada a dicho bucle deje de cumplirse. Generalmente,un bucle es utilizado para hacer una acción repetida sin tener que escribir varias veces el mismo código, lo que ahorra tiempo, deja el código más claro y facilita su modificación en el futuro.

El bucle y los condicionales representan la base de la programación estructurada. Es una evolución del código ensamblador, donde la única posibilidad de iterar un código era establecer una sentencia jump (que en los lenguajes de programación fue sustituida por el "ir a" o GOTO).

DIVISION DE LOS BUCLES: FINITOS - INFINITOS

BUCLES INFINITOS: En programación es un error que consiste en realizar un ciclo que se repite de forma indefinida ya que su condición para finalizar nunca se cumple.

Por definición un bucle debe contener condiciones que establezcan cuándo empieza y cuándo acaba, de manera que, mientras las condiciones se cumplan, ejecute una secuencia de código de manera repetitiva. En el caso de ciclo infinito, como la condición de finalización no se alcanza, el bucle sigue ejecutando el segmento de código indefinidamente.

BUCLES FINITOS: Es fácil escribir un bucle que parece infinito pero que en realidad termina bastante rápido; por ejemplo en C tendríamos for (int i = 1; i > 0; i++); donde la variable i empieza en 1 y va aumentándose de forma "infinita", pero en realidad el bucle termina ya debido a un overflow del tipo integer que vuelve a i negativo. Una discusión reciente me llevó a plantearme el problema contrario. ¿Podemos escribir un bucle finito (teóricamente) pero que esté garantizado que nunca vaya a completarse? 

TIPOS DE BUCLES DE REPETICION

While: Su funcionamiento es sencillo, ya que primero se evalúa que la condición sea verdadera y luego se ejecuta, hasta que la condición pase a ser falsa; una sentencia while(Español: Mientras) puede que no se ejecute ni siquiera una vez, si su condición es inicialmente falsa.

Do...While: Su uso es similar a while, pero aquí, las sentencias que siguen al do (Español: Hacer) se ejecutan por lo menos una vez y se comprueba la condición luego de la primera iteración; así, si es verdadera la condición se repite por segunda vez, si es falsa se continúa con las sentencias inmediatamente después de la instrucción while. Tiene sólo una sintáxis.

For: Los bucles for (Español: Para) son los más complejos en PHP (y en otros lenguajes de programación). 

BUCLES EN CODIFICACIONES C++, DIAGRAMA DE FLUJO Y ALGORITMOS:

DIVIDIENDO DOS NÚMEROS ENTEROS EN C++ (CODIFICACIÓN)- INFINITO

DIAGRAMA DE FLUJO

ALGORITMO DEL BUCLE INFINITO

INICIO DE ALGORITMO:

- divicion  de números enteros

DECLARACIÓN

-a,b,c números enteros

ASIGNACIÓN

-b=numero entero

-a=numero entero

-c=numero entero

PROCESO DE DIVISIÓN

-b/a="C"

RESULTADO

-divicion resuelta

FIN DEL ALGORITMO

SUMANDO DOS NÚMEROS EN C+++ (CODIFICACIÓN) - FINITO

DIAGRAMA DE FLUJO

ALGORITMO DEL BUCLE INFINITO

INICIO DE ALGORITMO:

- suma  de números enteros

DECLARACIÓN

-a,b,c números enteros

ASIGNACIÓN

-b=numero entero

-a=numero entero

-c=numero entero

PROCESO DE DIVISIÓN

-a+b="C"

RESULTADO

-divicion resuelta

FIN DEL ALGORITMO

EVAP2

FASOR

Un fasor es una representación gráfica de un número complejo que se utiliza para representar una oscilación, de forma que el fasor suma de varios fasores puede representar la magnitud y fase de la oscilación resultante de la superposición de varias oscilaciones en un proceso de interferencia.

Los fasores se utilizan directamente en ingeniería eléctrica, óptica, ingeniería de telecomunicaciones y acústica. La longitud del fasor da la amplitud y el ángulo entre el mismo y el eje-x la fase angular. Debido a las propiedades de la matemática de oscilaciones, en electrónica los fasores se utilizan habitualmente en el análisis rudimentario de circuitos en AC. Finalmente, los fasores pueden ser utilizados para describir el movimiento de un oscilador. Las proyecciones del fasor en los ejes x e y tiene diferentes significados físicos.

Los fasores se usan sobre todo para resolver visualmente problemas del tipo: "existen varias ondas de la misma frecuencia pero fases y amplitudes diferentes interfiriendo en un punto, ¿cual es la intensidad resultante?". Para solventar este problema, se dibuja un fasor para cada una de las oscilaciones en dicho punto y después se aplica la suma fasorial (similar a la suma vectorial) sobre ellos. La longitud del fasor resultante es la amplitud de la oscilación resultante, y su longitud puede elevarse al cuadrado para obtener la intensidad. Nótese que mientras que la suma de varias oscilaciones sinusoidales no es necesariamente otra oscilación sinusoidal, la suma de varias oscilaciones sinusoidales de la misma frecuencia sí lo es, permitiendo leer la fase resultante como el ángulo del fasor resultante.

SUMA DE FASORES

- Algoritmo:

- Código C+++

RESTA DE FASORES

- Algoritmo:

- Código C+++:

MULTIPLICACIÓN DE FASORES

- Algoritmo:

- Código C+++:

DIVISIÓN DE FASORES

- Algoritmo:

- Código C+++:

EVAP1

PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien este intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará.

Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. Fue propuesta por Nicolas Léonard Sadi Carnot en 1824, en su obra Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar esta potencia, en la que expuso los dos primeros principios de la termodinámica. Esta obra fue incomprendida por los científicos de su época, y más tarde fue utilizada por Rudolf Clausius y Lord Kelvin para formular, de una manera matemática, las bases de la termodinámica.

La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente:

Que aplicada a la termodinámica teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico, queda de la forma:

Donde U es la energía interna del sistema (aislado), Q es la cantidad de calor aportado al sistema y W es el trabajo realizado por el sistema.

Esta última expresión es igual de frecuente encontrarla en la forma . Ambas expresiones, aparentemente contradictorias, son correctas y su diferencia está en que se aplique el convenio de signos IUPAC o el Tradicional (véase criterio de signos termodinámico).

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA

Esta ley marca la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, dice algo así como que una mancha de tinta dispersada en el agua no puede volver a concentrarse en un pequeño volumen). También establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo a otro sin pérdidas. De esta forma, la segunda ley impone restricciones para las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta solo el primer principio. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía, de tal manera que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero.

Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico.

La aplicación más conocida es la de las máquinas térmicas, que obtienen trabajo mecánico mediante aporte de calor de una fuente o foco caliente, para ceder parte de este calor a la fuente o foco o sumidero frío. La diferencia entre los dos calores tiene su equivalente en el trabajo mecánico obtenido.

Existen numerosos enunciados equivalentes para definir este principio, destacándose el de Clausius y el de Kelvin.

TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

Algunas fuentes se refieren incorrectamente al postulado de Nernst como "la tercera de las leyes de la termodinámica". Es importante reconocer que no es una noción exigida por la termodinámica clásica por lo que resulta inapropiado tratarlo de «ley», siendo incluso inconsistente con la mecánica estadística clásica y necesitando el establecimiento previo de la estadística cuántica para ser valorado adecuadamente. La mayor parte de la termodinámica no requiere la utilización de este postulado.Walther Nernst, afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos. Puede formularse también como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un valor constante específico. La entropía de los sólidos cristalinos puros puede considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero absoluto.

Es importante remarcar que los principios o leyes de la termodinámica son válidas siempre para los sistemas macroscópicos, pero inaplicables a nivel microscópico. La idea deldemonio de Maxwell ayuda a comprender los límites de la segunda ley de la termodinámica jugando con las propiedades microscópicas de las partículas que componen un gas.

ALGORITMO:

1.       Inicio

2.       Declaración.

W, Q, Wm, ΔU        REALES

3.       Asignación

Q = 500 cal

Wm= 40 J = 167.3 cal

 Δv = 0, por ser un recipiente rígido

4.       Proceso

Q - Wm = ΔU

5.       Resultado

ΔU = 332.6

6.       FIN